人教版2019选择性必修1第二章第3节 神经冲动的产生和传导(共38张PPT)

(共38张PPT)
神经冲动的产生和传导
第3节
压枪
0.1秒
声音在空气中传播速度
人的最短反应时是0.1秒
关于抢跑
人的最短反应时是0.1秒，0.1秒之内算作抢跑。如果有人起跑反应是0.09，那肯定是想压枪而不是听枪跑的，所以只能算犯规了。
运动员听到枪响到作出起跑反应，完成一系列反射活动，需要经历一些结构。
听觉器官
听觉中枢
躯体运动中枢
肌肉
传入神经
传出神经
生物电的发现
1771 年，意大利物理学家路易吉·伽伐尼( Luigi Galvani) 做了一个独特实验，给予离体青蛙腿部电刺激可引起肌肉收缩。
1939年，霍奇金（Alan Hodg，1963 年诺贝尔生理学或医学奖得主）等人第1次利用大西洋枪乌贼直接测量了静息电位。
他将一个微电极沿神经纤维的长轴方向插入膜内，另一个微电极置于膜外，精确地测出了神经纤维的静息电位为外正内负，数值为-70mV。
静息电位 是指细胞膜未受刺激时，存在于细胞膜内外两侧的外正内负的电位差。
大西洋枪乌贼巨大神经实验
依据资料， 提出合理假设来解释膜内电位比膜外低（外正内负）这一现象。
提示：神经细胞内 K+浓度远高于膜外（膜内浓度是膜外的约28倍），而 Na+浓度远低于膜外（膜外浓度是膜内的约15倍）
假设：K+顺浓度梯度由膜内流向膜外，膜外阳离子增多，膜内阳离子减少，从而导致膜外电位高于膜内。
Na+
K+
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Na+
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假设：K+顺浓度梯度由膜内流向膜外，膜外阳离子增多，膜内阳离子减少，从而导致膜外电位高于膜内。
1.K+是以何种方式流向膜外的？K+外流的动力是什么？
2.-70mV时，细胞内外K+浓度相等吗？
3.增大神经细胞细胞外液的K+浓度，静息电位的数值会如何变化？
科学家已找到K+通道蛋白
科学家已测-70mV时膜内K+浓度高于膜外
科学家已做实验证实:随细胞外液的K+浓度增加,静息电位会减小，反之则反。
若假设成立，则……
给予神经细胞膜电刺激，发现示波器上显示的数值由-70mV逐渐减小到0，并出现+35mV的峰值，随后又逐渐下降至0，最后恢复为静息时的－70mV，这一电位变化称作动作电位。
动作电位 是指细胞受刺激而兴奋时，在膜两侧所产生的快速、可逆、可扩布性的电位变化（外负内正）。
大西洋枪乌贼巨大神经实验
依据资料，提出合理假设来解释膜电位发生反转这一现象。
提示：当改变神经元外Na+浓度的时候，静息电位并不受影响，但是动作电位的幅度会随着Na+浓度的降低而降低。
假设：膜电位发生反转是由 Na+内流引起的
假设：膜电位发生反转是由 Na+内流引起的
1.Na+是以何种方式内流的？Na+会一直内流吗？
2.如何解释动作电位由+35mV下降到0，最后恢复为-70 mV 的静息电位？
资料补充：非门控K+渗漏通道
门控K+渗漏通道
门控Na+渗漏通道
若假设成立，则……
资料分析∶在神经细胞兴奋的过程中，部分 K+流到了膜外，部分 Na+流到膜内，但恢复静息后，经测定，细胞内的 K+浓度和细胞外的 Na+浓度与静息时几乎相同。
思考∶上述资料中，将流入细胞内的 Na+重新转运到细胞外以及将流出细胞的 K+重新转运到细胞内是通过何种方式？是否消耗能量（ATP）？
理论分析
丹麦生理学家斯科（Jens C.Skou）等人发现了细胞膜上存在钠钾泵。
钠钾泵是一种钠钾依赖的ATP酶，能分解ATP释放能量，用于将膜外的K+运进细胞，同时将膜内的Na+运出细胞。
人体处于静息状态时：
细胞25%的ATP被钠钾泵消耗掉
神经细胞70%的ATP被钠钾泵消耗掉
测量单一神经纤维静息电位和动作电位的实验模式图
图像分析
A
B
C
D
K+漏通道
Na+-K+泵
K+外流，膜两侧的电位表现为外正内负；
Na+门控
通道打开
Na+-K+泵
Na+大量内流，膜内外的电位出现反转，表现为外负内正；
K+门控通道打开
Na+-K+泵
Na+门控通道关闭
K+大量外流，膜电位恢复为静息电位后，K+通道关闭；
Na+-K+泵
活动加强
一次兴奋完成后，钠钾泵将细胞内的Na+泵出，将细胞外的K+泵入，为下一次兴奋做好准备。
静息电位的测定方法
动作电位的测定方法
静息电位和动作电位的测定
【典型例题】如图甲为某神经纤维受到刺激后膜电位变化情况。神经细胞的静息电位和动作电位与通道蛋白关系紧密。Na+-K+泵是神经细胞膜上的一种常见载体，能催化ATP水解，每消耗1分子的ATP，就可以逆浓度梯度将3分子的Na+泵出细胞外，将2分子的K+泵入细胞内，其结构如图乙所示下列根据上述资料作出的分析，正确的是（ ）
A.图甲中静息电位的维持是 Na+持续外流的结果
B.图甲中bc段，Na+通过通道蛋白内流需要消耗ATP
C.图乙中随着温度逐渐提高，Na+-K+泵的运输速率先增大后稳定
D.图乙中随着02浓度的提高，Na+-K+泵的运输速率先增大后稳定
思考与讨论
思考与讨论一
刺激A点，B点和C点能检测到电位变化，刺激B点，A点能检测到兴奋吗？
1.电位差的存在使兴奋部位内流的Na+向未兴奋部位移动，形成局部电流。
兴奋传导的本质
2.局部电流的刺激使邻近部位→部分Na+通道开放，使Na+内流→该部位去极化→大量Na+通道开放→触发动作电位。
3.新的兴奋部位又与前方的未兴奋部位形成新的局部电流。该部位的细胞膜通透性将发生变化，产生动作电位。
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模型构建
模型构建
思考与讨论
思考与讨论一
刺激A点，B点和C点能检测到电位变化，刺激B点，A点能检测到兴奋吗？
思考与讨论二
兴奋由A点传到D点是如何克服电信号的传导障碍的？
蛙心灌流实验
（1920年，德国科学家洛维）
问题一
突触小体和突触结构有什么关联？
阅读教材P28-29，回答问题
问题二
为何要画线粒体？还应该画什么？
问题三
阐述传递过程和信号变化？
问题四
图中离子通道应该指什么离子？
问题一
突触小体和突触结构有什么关联？
阅读教材P28-29，回答问题
问题二
为何要画线粒体？还应该画什么？
问题三
阐述传递过程和信号变化？
问题四
图中离子通道应该指什么离子？
单向
双向传导
单向传递
关于方向
（《同步解析与测评》P29）【例题4】下图表示3个通过突触相连接的神经元,电表的电极连接在神经纤维膜的外侧，刺激a点,下列分析错误的是（ ）
A.a点受刺激时膜外电位由正变负
B.电表①会发生2次方向不同的偏转
C.电表②只能发生1次偏转
D.该实验不能证明兴奋在神经纤维上的传导是双向的
（《同步解析与测评》P29）【例题4变式训练】下图表示3个通过突触相连接的神经元,电表的电极连接在神经纤维膜的外侧，刺激a点,下列分析正确的是（ ）
A.若a距表①左侧和②右侧电极距离相同，则两表同时发生偏转
B.神经递质的合成与释放、在突触间隙中的扩散及作用于后膜均需消耗ATP
C.a点受刺激时引起的效应器的反应称为反射
D.在a点受的刺激强度足够的情况下，表①也会出现不偏转的可能
【升华】 神经递质再认识
种类
兴奋型和抑制型
作用
使后膜兴奋或抑制
（《同步解析与测评》P29）【例题4变式训练】下图表示3个通过突触相连接的神经元,电表的电极连接在神经纤维膜的外侧，刺激a点,下列分析正确的是（ ）
A.若a距表①左侧和②右侧电极距离相同，则两表同时发生偏转
B.神经递质的合成与释放、在突触间隙中的扩散及作用于后膜均需消耗ATP
C.a点受刺激时引起的效应器的反应称为反射
D.在a点受的刺激强度足够的情况下，表①也会出现不偏转的可能
【典型例题】下图中a、b、c三个神经元构成了1、2两个突触，甲、乙、丙3条曲线为不同刺激引起神经元c上的电位变化。下列叙述正确的是（ ）
A. 甲表明刺激a时兴奋以电信号形式迅速传导给c
B. 乙表明兴奋在突触间的传递是单向的
C. 乙也可表示只刺激b时，a神经元的电位变化
D. 甲、丙表明b神经元能释放抑制性神经递质
【升华】 神经递质再认识
种类
兴奋型和抑制型
作用
使后膜兴奋或抑制
典例
乙酰胆碱 多巴胺 甘氨酸
吸食可卡因后，当可卡因药效失去后，由
特别注意：
一种神经递质与不同的受体结合后，可能会表现出不同的作用
例如，乙酰胆碱在神经-骨骼肌接头处与一种受体结合，导致骨骼畸兴奋；而在蛙心灌流实验中，迷走神经释放的乙酰胆碱与心肌上的另一种受体结合，表现出抑制作用。
【升华】 神经递质再认识
种类
兴奋型和抑制型
作用
使后膜兴奋或抑制
典例
乙酰胆碱 多巴胺 甘氨酸
吸食可卡因后，当可卡因药效失去后，由
思考：
通过胞吞胞吐进行跨膜运输的的物质一般是大分子物质，而甘氨酸作为神经递质被释放时仍然以胞吐的形式进行，有何意义？
只有大于一定量的神经递质才能引起神经冲动，胞吐方式可以在短时间内大量集中释放神经递质，引起突触后膜电位变化，从而高效完成信息的跨突触传递。
【升华】 神经递质再认识
吸食可卡因后，当可卡因药效失去后，由
例3 止痛药（如“杜冷丁”）能阻断神经冲动传导，但并不损伤神经元的结构，同时检测到突触间隙中神经递质（乙酰胆碱）的量也不变，据此推测止痛药的作用机制是( )
A. 与突触后膜的受体结合
B. 与突触前膜释放的递质结合
C. 抑制突触前膜递质的释放
D. 抑制突触小体中递质的合成
有些会干扰神经递质与受体的结合
有些物质能促进神经递质的合成和释放速率
有些会影响分解神经递质的酶的活性
兴奋剂和毒品等大多是通过突触来起作用的
《中华人民共和国刑法》第357条规定∶毒品是指鸦片海洛因、甲基苯丙胺（冰毒）、吗啡、大麻、可卡因以及国家规定管制的其他能够使人形成瘾癖的麻醉药品和精神药品。有些兴奋剂就是毒品，它们会对人体健康带来极大的危害。
1.兴奋剂是运动禁用药物的统称。不单指那些起兴奋作用的药物，有的并不具有兴奋性（如利尿剂），甚至有的还具有抑制性（如 β 阻断剂）。
2.从毒品对人中枢神经的作用看，可分为抑制剂、兴奋剂和致幻剂等。
（1）抑制剂能抑制中枢神经系统，具有镇静和放松作用，如鸦片类。
（2）兴奋剂能刺激中枢神经系统，使人产生兴奋，如苯丙胺类。
（3）致幻剂能使人产生幻觉，导致自我歪曲和思维分裂，如麦司卡林。